Hidroksiapatit kristalizasyonunun pentanoik asit varlığında incelenmesi

Perviz Sayan, Sevgi Polat, Ayça Kara

Öz


Bu çalışmada önemli bir yağ asidi olan pentanoik asidin hidroksiapatit kristalizasyonu üzerine olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla kristalizasyon deneyleri saf ortamda ve 100, 500 ve 1000 ppm olmak üzere üç farklı pentanoik asit konsantrasyonunda kesikli bir sistemde yürütülmüştür. Elde edilen hidroksiapatit kristalleri, XRD, SEM, tane boyutu, BET, FTIR, zeta potansiyeli ve TG analiz yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Pentanoik asit varlığında, hidroksiapatit kristallerin ortalama tane boyutunun saf ortama göre arttığı, kristal morfolojisinde önemli değişiklikler meydana geldiği belirlenmiştir. FTIR analiz sonuçları, katkı maddesi olarak kullanılan pentanoik asidin kristal yüzeyine tutunduğunu göstermiş ve bu sonuçlar zeta potansiyeli ölçümleri ile desteklenmiştir. Saf ortamda üretilen hidroksiapatit kristallerinin zeta potansiyeli     -20,9±1,1 mV iken kristallerin yüzey yükleri 1000 ppm pentanoik asit konsantrasyonunda +2,1±1,3 mV değerine ulaşmıştır. Ayrıca hidroksiapatit kristallerinin termal bozunma kinetiği Kissinger ve Coats-Redfern yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Saf ortamda elde edilen hidroksiapatit kristallerinin termal bozunması sırasında gerekli olan ortalama aktivasyon enerjisi Kissinger modeli kullanılarak 538,51 kJ/mol olarak belirlenmiştir. Bu değer pentanoik asit ortamında üretilen kristaller için ise 580,99 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Coats Redfern kinetik modeline göre hem saf hem de katkı ortamı için 3D difüzyon modelinin hidroksiapatitin termal bozunma sürecini en iyi karakterize eden mekanizma olduğu belirlenmiştir.


Tam Metin:

PDF

Referanslar


Koutsopoulos, S. ve Dalas, E., The effect of acidic amino acids on hydroxyapatite crystallization, Journal of Crystal Growth, 217, 4, 410-415, (2010).

Kanchana, P. ve Sekar, C., Influence of sodium fluoride on the synthesis of hydroxyapatite by gel method, Journal of Crystal Growth, 312, 6, 808-816, (2010).

Parekh, B., Joshi, M. ve Vaidya, A., Characterization and inhibitive study of gel-grown hydroxyapatite crystals at physiological temperature, Journal of Crystal Growth, 310, 7-9, 1749-1753, (2008).

Chen, R. ve Shen, J., The synthesis of hydroxyapatite crystals with various morphologies via the solvothermal method using double surfactants, Materials Letters, 259, 126881, (2020).

Wada, Y., Kudoh, K., Matsumoto, M. ve Onoe, K., Synthesis and characterization of strontium fluor-hydroxyapatite nanoparticles for dental applications, Microchemical Journal, 153, 104485, (2020).

Wada, Y., Kudoh, K., Matsumoto, M. ve Onoe, K., Development of hydroxyapatite crystallization utilizing the contact reaction of a minute droplet with atmospheric plasmas, Journal of Crystal Growth, 466, 1-5, (2017).

Dalmônico, G.M.L., López, E.O., Longuinho, M.M., Checca, N.R., Farina, M., Ersen, O., Rossi, A.M. ve Rossi, A.L., Materials Chemistry and Physics, 237, 121862, (2019).

Zhang, Y., Lu, J., Wang, J., Yang, S. ve Chen, Y., Synthesis of nanorod and needle-like hydroxyapatite crystal and role of pH adjustment, Journal of Crystal Growth, 311, 23-24, 4740-4746, (2009).

Aneem, T.H., Saha, S.K., Jahan, R.A., Wong, S.Y., Li, X. ve Arafat, M.T., Effects of organic modifiers and temperature on the synthesis of biomimetic carbonated hydroxyapatite, Ceramics International, (2019).

Liuyun, J., Chengdong, X., Lixin, J. ve Lijuan X., Effect of hydroxyapatite with different morphology on the crystallization behavior, mechanical property and in vitro degradation of hydroxyapatite/poly(lactic-co-glycolic) composite, Composites Science and Technology, 93, 61-67, (2014).

Nasiri-Tabrizi, B., Pingguan-Murphy, B., Basirun, W.J. ve Baradaran, S., Crystallization behavior of tantalum and chlorine co-substituted hydroxyapatite nanopowders, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 33, 316-325, (2016).

Edwin, N. ve Wilson, P., Investigations on sonofragmentation of hydroxyapatite crystals as a function of strontium incorporation, Ultrasonics Sonochemistry, 50, 188-199, (2019).

Gonzalez-McQuire, R., Chane-Ching, J.Y., Vignaud, E., Lebuglec, A. ve Manna, S., Synthesis and characterization of amino acid-functionalized hydroxyapatite nanorods, Journals of Materials Chemistry, 14, 2277–2281, (2004).

Kissinger, H.E., Reaction kinetics in differential thermal analysis, Analytical Chemistry, 29, 11, 1702-1706, (1957).

Chen, L., Mccrate, J.M., Lee, J.C.M. ve Li, H., The role of surface charge on the uptake and biocompatibility of hydroxyapatite nanoparticles with osteoblast cells, Nanotechnology, 22, 10, 693–698, (2011).

Koutsopoulos, S., Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: A review study on the analytical methods, Journal of Biomedical Materials Research, 62, 4, 600-612, (2002).

Latocha, J., Wojasiński, M., Sobieszuk, P., Gierlotka, S. ve Ciach, T., Impact of morphology-influencing factors in lecithin-based hydroxyapatite precipitation, Ceramics International, 45, 17, 21220-21227, (2019).

Wang, T., Dorner-Reisel, A. ve Müller, E., Thermogravimetric and thermokinetic investigation of the dehydroxylation of a hydroxyapatite powder, Journal of the European Ceramic Society, 24, 4, 693–698, (2004).

Khawam, A., ve Flanagan, D.R., Role of isoconversional methods in varying activation energies of solid-state kinetics I. isothermal kinetic studies, Thermochimica Acta, 429, 93-102, (2005).

Ebrahimi-Kahrizsangi, R. ve Abbasi, M.H., Evaluation of reliability of Coats-Redfern method for kinetic analysis of non-isothermal TGA, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 18, 217-221, (2008).


Refback'ler

  • Şu halde refbacks yoktur.


Telif Hakkı (c) 2020 Perviz SAYAN, Sevgi POLAT, Ayça KARA

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.